アンジュレータ放射Ｘ線を用いた逆コンプトン散乱による準単色ＧｅＶガンマ線の生成

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24241035
• 研究機関: 公益財団法人高輝度光科学研究センター
• 研究代表者: 大熊 春夫 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 財団付, 特別嘱託 (60194106)
• 研究分担者: 清水 肇 東北大学, 電子光理学研究センター, 教授 (20178982) ; 中野 貴志 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (80212091) ; 大石 真也 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 加速器部門, 主幹研究員 (30426522) ; 鈴木 伸介 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 加速器部門, 主幹研究員 (00416380) ; 持箸 晃 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 加速器部門, 研究員 (10342635) ; 田村 和宏 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 加速器部門, 副主幹研究員 (10360835) ; 小路 正純 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 加速器部門, 副主幹研究員 (70416379)
• 研究期間 (年度): 2012-05-31 – 2016-03-31
• キーワード: コンプトン散乱 / 高エネルギーガンマ線 / 量子ビーム / 加速器 / 準単色ガンマ線 / レーザー電子光 / 光源技術

研究実績の概要

平成25年度のSi結晶での測定に引き続いて、加速器診断ビームラインBL05SSに構築した分光器出射光を結に照射して反射、透過特性を測定出来るシステムを用いてダイアモンド結晶の背面反射実験を行った。C(333)面では光子エネルギー9.03keVの入射光に対して63%、C(444)面では12.04keV入射光に対して94%、C(555)面では15.05keV入射光に対して61%、C(777)面では21.07keV入射光に対して22%、C(888)面では24.08keV入射光に対して22%、C(999)面では背面反射光は測定できなかった。これらの結果から、ダイアモンド結晶を用いる場合には、C(444)面またはC(333)面を用いてガンマ線生成の高効率な実験を行うことが出来ることが分かった。
Braggミラーマウント機構にミラー冷却系を組み込んだシステムの設計・製作を完了させた。その他のガンマ線生成実験に必要なアンジュレータ放射X線の取り出しとBragg反射光を再び蓄積リング内に戻すために必要となるBe窓、生成されたガンマ線以外のフォトンビームを吸収する銅アブソーバなどの設計製作を完了させた。
これらの研究成果は国内外の学会等で報告した。
また、関連するガンマ線を用いた核物理研究、ガンマ線検出器開発などの論文の発表も行った。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

高エネルギーガンマ線計測システムの設計は完了せず、平成27年度の計画に持ち越すことになった。この事の多く理由は、実験を行う加速器ビーム診断ラインBL05SSで行われている大型放射光施設として優先させるべき他の研究開発、放射光利用などのために本研究に必要な実験を十分に行うことが出来なかったためである。

今後の研究の推進方策

平成27年度は本研究計画実施の最終年度に当たるため、高エネルギーガンマ線計測システムの構築を進め、ガンマ線生成実験を実施する予定である。これと並行して、平成26年度に製作したBraggミラーマウント機構（ミラー冷却系組込）、Be窓、銅アブソーバなどの加速器診断ビームラインBL05SSへの設置を行う。大型放射光施設が稼働している時はこれらの作業を行うことは難しいため、夏期および冬期の運転停止期間の限られた時間に作業を完了する必要がある。そのためには施設全体のスケジュールに合わせて計画する事が重要になる。
作業期間に余裕は無いが、研究の推進方策に大きな変更はない。

研究成果

• [国際共同研究] Laboratoire Leprince-Ringuet(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: Laboratoire Leprince-Ringuet
• [国際共同研究] University of Saskatchewan/Canadian Light Source(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: University of Saskatchewan/Canadian Light Source
• [国際共同研究] Indian Institute of Technology Roper/Raja Ramanna Center for Advanced Tech.(インド)
  • 国名: インド
  • 外国機関名: Indian Institute of Technology Roper/Raja Ramanna Center for Advanced Tech.
• [雑誌論文] HARPO: beam characterization of a TPC for gamma-ray polarimetry and high angular-resolution astronomy in the MeV-GeV range (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Wang, D. Bernard, P. Bruel, M. Frotin, Y. Geerebaert, B. Giebels, P. Gros, D. Horan, M. Louzir, P. Poilleux, I. Semeniouk, D. Calvet, D. Attie, P. Colas, A. Delbart, P. Sizun, D. Gotz, S. Amano, T. Kotaka, S. Hashimoto, Y. Minamiyama, A. Takemoto, M. Yamaguchi, S. Miyamoto, Schin Date, H. Ohkuma
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 650 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1088/1742-6596/650/1/012016
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of high intensity laser-electron photon beams up to 2.9GeV at the SPring-8 LEPS beamline (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Muramatsu, Y .Kon, S .Date, Y .Ohashi, H .Akimune, J. Y. Chen, M. Fujiwara, S. Hasegawa, T. Hotta, T. Ishikawa, T. Iwata, Y. Kato, H. Kohri, T. Matsumura, T. Mibe, Y. Miyachi, Y. Morino, T. Nakano, Y. Nakatsugawa, H. Ohkuma, T. Ohta, M. Oka, T. Sawada, A. Wakai, K. Yonehara, C. J. Yoon, T. Yorita, M. Yosoi
  • 雑誌名: Nuclear Instrument Method A 巻: 737 ページ: 184-194
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.11.039
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Search for the K－pp bound statevia γd→K+π－X reaction at Eγ = 1.5-2.4GeV (2014)
  • 著者名/発表者名: A. O. Tokiyasu, M. Niiyama, J. D. Parker, D. S. Ahn, S. Date, H. Ejiri, H. Fujimura, M. Fujiwara, S. Fukui, S. Hasegawa, K. Hicks, K. Horie, T. Hotta, D. L. Lin, Y. Maeda, S. Makino, T. Matsuda, T. Matsumura, T. Nakano, H. Ohkuma, H. Shimizu, et al.
  • 雑誌名: Physics Letter B 巻: 728 ページ: 616-621
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2013.12.039
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] アンジュレータ放射X線の逆コンプトン散乱による準単色ガンマ線の生成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大熊春夫, 田村和宏, 大石真也, 持箸 晃, 小路正純, 鈴木伸介, 村松憲仁, 清水肇, 中野貴志
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学キャンパス、東京都新宿区
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] レーザー・コンプトン散乱による偏極ガンマ線利用研究3 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮本修治, 山口将志, 武元亮頼, 小高拓也, 南山康人, 天野 壯, 橋本 智, 坂井信彦, 小泉昭久, 早川岳人, 伊達 伸, 大熊春夫
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学キャンパス、東京都新宿区
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] HARPO: beam characterization of a TPC for gamma-ray polarimetry and high angular-resolution astronomy in the MeV-GeV range (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Wang, D. Bernard, P. Bruel, M. Frotin, Y. Geerebaert, B. Giebels, P. Gros, D. Horan, M. Louzir, P. Poilleux, I. Semeniouk, D. Calvet, D. Attie, P. Colas, A. Delbart, P. Sizun, D. Gotz, S. Amano, T. Kotaka, S. Hashimoto, Y. Minamiyama, A. Takemoto, M. Yamaguchi, S. Miyamoto, Schin Date, H. Ohkuma
  • 学会等名: 7th Int. Sympo. On Large TPCs for Low-Energy Rare Event Detection
  • 発表場所: Universite Paris, Paris, France
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] Gamma-ray Source by Backward Compton Scattering at SPring-8 (2014)
  • 著者名/発表者名: Haruo Ohkuma
  • 学会等名: 9th DAE Symposium on Nuclear Physics
  • 発表場所: Banaras Hindu University, Varanasi, India
  • 年月日: 2014-12-08 – 2014-12-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Construction Experience of LEPS and LEPS2 and X-ray Compton Scattering at SPring-8 (2014)
  • 著者名/発表者名: Haruo Ohkuma
  • 学会等名: International Workshop of Laser Compton Scatter Gamma Rays at Electron Storage Rings
  • 発表場所: University of Saskatchewan and Canadian Light Source, Sascatoon, SK, Canada
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 50kV-3ns超高速２極-４極キッカーの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村 剛，出羽英紀，安積隆夫, 小林和生，藤田貴弘，正木満博，鈴木伸介，佐々木茂樹，大熊春夫
  • 学会等名: 第11回日本加速器学会年会
  • 発表場所: リンクステーションホール青森、青森市
  • 年月日: 2014-08-08 – 2014-08-12
• [学会発表] SPring-8蓄積リングにおける入射時蓄積ビーム水平振動の抑制 (2014)
  • 著者名/発表者名: 満田史織，小林和生，早乙女光一，中西辰郎，深見健司，正木満博，大熊春夫，佐々木茂樹
  • 学会等名: 第11回日本加速器学会年会
  • 発表場所: リンクステーションホール青森、青森市
  • 年月日: 2014-08-08 – 2014-08-12
• [学会発表] ニュースバル放射光施設の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮本修治，庄司善彦，橋本 智，天野 壮，皆川康幸，竹村育浩，濱田洋輔，出羽英紀，大熊春夫，後藤俊治
  • 学会等名: 第11回日本加速器学会年会
  • 発表場所: リンクステーションホール青森、青森市
  • 年月日: 2014-08-08 – 2014-08-12
• [学会発表] 蓄積リングレーザーCompton散乱ガンマ線による利用研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮本修治，天野 壯，橋本 智，武元亮頼，山口将志，小高拓也，南山康人，寺澤倫孝，坂井信彦，小泉昭久，宇都宮弘章，山県民穂，秋宗秀俊，嶋 達志，高久圭二，堀 史説，岩瀬彰宏，浅野芳裕，大熊春夫
  • 学会等名: 第11回日本加速器学会年会
  • 発表場所: リンクステーションホール青森、青森市
  • 年月日: 2014-08-08 – 2014-08-12
• [学会発表] SPring-8高速パルスキッカードライブ電源用MOSFETの耐放射線性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林和生，満田史織，中西辰郎，本井傳晃央，佐々木茂樹，大熊春夫
  • 学会等名: 第11回日本加速器学会年会
  • 発表場所: リンクステーションホール青森、青森市
  • 年月日: 2014-08-08 – 2014-08-12
• [学会発表] Suppression of Stored Beam Oscillation at Injection by Fast Kicker in the SPring-8 Stoerage Ring (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Mitsuda, K. Fukami, K. Kobayashi, M. Masaki, H. Ohkuma, S. Sasaki, K. Soutome
  • 学会等名: 5th International Particle Accelerator Conference
  • 発表場所: International Congress Center Dresden, Dresden, Germany
  • 年月日: 2014-06-15 – 2014-06-20
  • 国際学会
• [学会発表] Design Study of High Brillianct Optics at the SPring-8 Storage Ring (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimosaki, T. Aoki, K. Fukami, K. Kaneki, K. Kobayashi, M. Masaki, C. Mitsuda, H. Ohkuma, M. Shoji, K. Soutome, S. Takano, M. Takao
  • 学会等名: 5th International Particle Accelerator Conference
  • 発表場所: International Congress Center Dresden, Dresden, Germany
  • 年月日: 2014-06-15 – 2014-06-20
  • 国際学会